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引入主导节点选择的二级电压控制分区研究

作　者: 马艳蓉
导　师: 姚李孝
学　校: 西安理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电压稳定二级电压控制电网分区主导节点遗传算法
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 106次
引　用: 4次
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内容摘要

随着电力系统规模的不断扩大和系统间互联的增加,电网在发挥巨大经济效益的同时,也带来了电压失稳的潜在危险,实施大电网的无功电压控制,保证系统正常运行,提高电压水平、防止电压崩溃具有重大意义。等级电压控制是防止电压崩溃事故的一种有效方法,它将整个电力系统的电压分为三个层次进行控制,即第一级、第二级和第三级电压控制。二级电压控制是等级电压控制的重要环节,起着承上启下的作用。首先,本文根据电气节点间的电气距离,建立了电压控制分区的数学模型,并将主导节点的选择引入到分区适应度函数中来,使电网分区和主导节点的选择同步完成。将两个问题统一起来不仅为控制策略的实施赢得了时间,而且所得区域内部的耦合性更强,更有利于控制措施的实施以提高系统电压稳定水平。其次,采用遗传算法求解该模型。结合电网划分的连通性约束及整数编码的特点,提出部分映射交叉算子和邻近变异操作算子,有效避免了非法染色体的产生;提出在遗传操作迭代结束后,实施邻域搜索来进一步挖掘最优解。再者,本文提出的基于遗传算法的电压控制分区,可以得到各分区数对应的分区方案,更加方便灵活;分区个数无需事先确定,最小适应度值对应的分区方案即是最佳分区方案,对应的分区个数即是最佳分区个数;克服了以往分区方法中需要人为确定分区个数的不足。最后,以IEEE39节点测试系统为例进行了计算分析,所得的结果比较好,从而验证了所提出的引入主导节点选择的二级电压控制分区方法有效、可行。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-18
  1.1 引言  8-9
  1.2 电压无功控制  9-12
    1.2.1 概述  9-10
    1.2.2 无功功率平衡和传输  10-11
    1.2.3 电网电压无功控制手段  11-12
  1.3 分级电压控制  12-16
    1.3.1 电压分级控制系统的引入和发展  12-14
    1.3.2 电压分级控制系统概述  14-16
  1.4 本文的主要工作  16-18
2 电网二级电压控制  18-26
  2.1 二级电压控制概述  18-19
    2.1.1 二级电压控制的提出  18
    2.1.2 二级电压控制的基本原理和设计要求  18-19
  2.2 二级电压控制研究的主要问题  19-21
    2.2.1 控制区域划分  19-20
    2.2.2 主导节点选择  20
    2.2.3 控制发电机的选择  20-21
    2.2.4 控制策略研究  21
  2.3 二级电压控制系统研究现状  21-24
    2.3.1 控制区域划分  21-22
    2.3.2 主导节点选择  22-23
    2.3.3 控制策略研究  23-24
  2.4 现有研究方法中存在的不足  24-25
  2.5 小结  25-26
3 引入主导节点选择的二级电压控制分区模型  26-34
  3.1 引言  26
  3.2 电压控制分区应满足的要求  26
  3.3 建立引入主导节点选择的电压控制分区模型  26-29
    3.3.1 电气距离映射函数  27-28
    3.3.2 建立引入主导节点选择的分区目标函数  28-29
  3.4 遗传算法的基本原理  29-31
    3.4.1 遗传算法概述  29-30
    3.4.2 遗传算法术语介绍  30
    3.4.3 遗传算法的特点  30-31
    3.4.4 遗传算法的计算流程  31
  3.5 算例  31-33
  3.6 小结  33-34
4 二级电压控制分区及主导节点选择的实现  34-44
  4.1 电压控制分区的遗传算法设计  34-36
    4.1.1 编码方式  34-35
    4.1.2 染色体的交叉  35
    4.1.3 染色体的变异  35-36
    4.1.4 染色体的选择  36
  4.2 遗传算法的改进  36-37
    4.2.1 遗传后邻域搜索  36
    4.2.2 在线分区  36-37
  4.3 电网分区及主导节点选择的实现  37
    4.3.1 初始化  37
    4.3.2 循环结束的判别  37
    4.3.3 算法流程  37
  4.4 算例分析  37-42
    4.4.1 参数选择与分区结果  38-39
    4.4.2 主导节点的选择  39-40
    4.4.3 分区结果校验  40-42
  4.5 小结  42-44
5 控制无功电源的选择  44-48
  5.1 扩展电压无功控制设备  44
  5.2 区域控制无功电源的选择  44-46
  5.3 算例分析  46-47
    5.3.1 结果分析  46-47
    5.3.2 结论  47
  5.4 小结  47-48
6 二级电压控制策略研究  48-56
  6.1 二级电压控制系统的功能及信息的获取  48-49
  6.2 二级电压控制策略  49-52
    6.2.1 在线寻优计算  49-50
    6.2.2 二级电压控制器  50-52
  6.3 改进的二级电压控制策略  52
  6.4 控制策略求解  52-55
    6.4.1 用于二级电压控制的灵敏度计算  53-54
    6.4.2 二次规划目标函数求解  54-55
  6.5 小结  55-56
7 总结及展望  56-58
  7.1 研究内容及研究成果  56-57
  7.2 对未来工作的展望  57-58
致谢  58-60
参考文献  60-64
附录 IEEE39节点系统(新英格兰)  64-68
在校期间发表论文和参与科研情况  68

引入主导节点选择的二级电压控制分区研究

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